СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Уголок СЦБИСТа > Книги и журналы > Статьи по СЦБ

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 05.09.2009, 07:02   #1 (ссылка)
Уокер ака Чак
 
Аватар для СЦБист


Регистрация: 21.02.2009
Сообщений: 807
Поблагодарил: 39 раз(а)
Поблагодарили 2766 раз(а)
Фотоальбомы: 953
Записей в дневнике: 14
Загрузки: 9563
Закачек: 0
Репутация: 93

Тема: Основные направления повышения надежности электроснабжения устройств СЦБ


Основные направления повышения надежности
электроснабжения устройств СЦБ


Инженеры Г. Б. ИГНАТОВ, Е. Э. ЗАКИЕВ, канд. техн. наук А. В. НАУМОВ


В настоящее время вопросы электроснабжения постов ЭЦ и других станционных помещений (ДСП, релейных будок), а также перегонных устройств СЦБ решаются согласно требованиям нормативных документов, утвержденных МПС: инструкций ЦЭ-462, ЦЭ-191, ЦЭ-881, ВНТП-86. Эти документы базируются в основе своей на требованиях ПУЭ. При этом питание предусматривается от совмещенных или специальных комплектных трансформаторных подстанций (КТП), а иногда и от собственных фидеров 0,4 кВ [1].

На перегонах электроснабжение осуществляется от специальных линий: ВЛ СЦБ, ВЛ ПЭ, ДПР [1, 3].

Станционные устройства автоматики магистрального железнодорожного транспорта (посты электрифицированной (ЭЦ) и диспетчерской (ДЦ) централизации) в основном получают электроэнергию от трехфазных трансформаторных подстанций со вторичным напряжением 380/220 В и глухозаземленной нейтралью. Проектирование устройств электроснабжения и заземления осуществляется согласно утвержденным нормативным документам и действующим ГОСТам.

Принципиально ввод питающего напряжения осуществляется следующим образом. От трансформаторной подстанции ввод в постовое здание осуществляется четырехжильным кабелем, подключаемым к клеммам щита вводного переключения (ЩВП), предназначенным для обесточивания помещения при пожарной опасности. Далее напряжение подается внутренним четырехжильным кабелем на вводную панель (ПВ), в которой в каждой фазе установлены приборы защиты. Корпуса ЩВП, ПВ и других панелей питания зануляются через четвертую жилу кабеля, соединенную с нейтралью трансформатора (нулевой рабочий проводник). Рядом с постовым служебно-техническим зданием оборудуется заземлитель, соединенный с контурами магистралей заземления в служебных комнатах (релейной, связевой, генераторной), которые заземляющими проводниками соединены с корпусами стативов, панелей, ЩВП, пультом-табло. Таким образом, создается повторное заземление оборудования. К этим же заземляющим устройствам (ЗУ) подключены приборы защиты от перенапряжений.

Электропитание устройств СЦБ (реле, светофоры, рельсовые цепи, контрольные и рабочие цепи стрелочных электроприводов) отделено от трехфазной сети с глухозаземленной нейтралью разделительными трансформаторами, располагаемыми в закрытых панелях питания. Изоляция источников питания устройств СЦБ непрерывно контролируется сигнализаторами заземления с удельной чувствительностью 1 кОм/В. Благодаря этому напряжение, подаваемое на стативы с аппаратурой и на исполнительные устройства СЦБ, изолировано от земли, что дает возможность использовать однополюсное размыкание цепей. Для поддержания нормального уровня изоляции удаленные от поста нагрузки переменного тока с номинальным напряжением 220 В сгруппированы в отдельные разделительные трансформаторы с максимальной мощностью 1,5 кВ·А (рис. 1).

Рис. 1. Структурная обобщенная схема распределения сети электроснабжения на посту ЭЦ:
П — переходная группа контактов, реле и т. п.; С — стрелочный перевод


В целом электроснабжение служебно-технических зданий железнодорожного транспорта выполнено по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), однако в реальном осуществлении некоторые положения выполняются с отступлением от требований ПУЭ. К таким отступлениям относятся: отсутствие общих заземляющих устройств для электроустановок различного назначения; выполнение однопроводного соединения заземлителей с магистралями заземлений; заниженное сечение заземляющих проводников; на подстанции не обеспечивается требуемое для приборов защиты значение тока короткого замыкания (к. з.), а также допускается последовательное соединение корпусов различных электроустановок. Кроме того, отсутствуют единые требования и указания по устройству заземления в различных хозяйствах железнодорожного транспорта. В результате этого при повреждении изоляции фазных проводов на трансформаторных подстанциях или в силовых нагрузках бывают случаи возгорания кабелей и постового оборудования за счет перенапряжений в цепях электроснабжения.

Электроприемники технологических нагрузок постов электрической централизации (далее ЭЦ) с числом стрелок 30 и более относятся к особой группе 1-й категории в отношении надежности электроснабжения, а с числом менее 30 стрелок — к 1-й категории. Для электроснабжения электроприемников особой группы ПУЭ требуют предусматривать три независимых источника питания, т. е., кроме двух внешних источников, следует предусматривать дополнительное питание от третьего взаимно резервирующего источника, в качестве которого может быть использован автоматизированный дизель-генератор (ДГА).

Рабочее и резервное питание постов ЭЦ осуществляется от КТП различных мощностей и напряжений, которые устанавливаются в соответствии с действующими нормативными документами [1...3].

Для защиты от перенапряжений (атмосферных и коммутационных) на высокой и низкой стороне различных КТП предусматриваются ограничители перенапряжений, разрядники, искровые промежутки, так как при воздействии на высоковольтную обмотку трансформатора молнии 40 % перенапряжений способно навестись емкостным путем.

Выбор ограничителей перенапряжения (ОПН) производится без учета времени отключения однофазных коротких замыкания (о. к. з.), т. е. по наибольшему рабочему напряжению. В случае учета времени отключения о. к. з. ОПН может быть выбран на напряжение, меньшее наибольшего рабочего, в тех случаях, когда это целесообразно, например в сетях с пониженным уровнем изоляции.

Защита трансформатора по высокой стороне осуществляется высоковольтными предохранителями, которые обеспечивают только максимальную защиту.

Защита трансформатора по низкой стороне от токов к. з. осуществляется автоматическими выключателями. Защита от неполнофазного режима не предусматривается, поэтому отключить трансформатор при таком виде повреждения невозможно.

Следует отметить, что работа оборудования при длительных перенапряжениях вызывает ускоренное старение изоляции, что в конечном счете приводит к нарушению изоляции кабелей и оборудования и пожарам.

В настоящее время на сети дорог эксплуатируется свыше 20 тыс. постов электрической централизации и десятки тысяч релейных шкафов (РШ), расположенных на участках с электротягой на постоянном и переменном токе и на участках с автономной тягой. Сооружения и устройства ЭЦ и РШ находятся в эксплуатации разное время, многие из них уже эксплуатируются 40 лет, т. е. более нормативного срока службы. Безусловно, они претерпевают модернизацию оборудования, изменение схемных решений и монтажа. Многообразие постов ЭЦ и РШ существенно усложняет проведение анализа состояния и выявление причин повреждений.

При разработке рассматриваемой проблемы были проведены обследования более 80 постов ЭЦ на шести железных дорогах сети. Проанализированы типовые проекты и проектные решения на реальных участках железных дорог, действующие нормативные документы (НД) и ГОСТы, применяемые в системах электроснабжения промышленных предприятий и на промышленном транспорте, а также в метрополитенах.

Практически все обследуемые посты ЭЦ получают питание от КТП, сооруженных по типовым схемам «Установка и подключение КТП к линиям продольного электроснабжения 25 кВ»; чертежи разработаны ПКБ ЦЭ МПС, аппаратура изготовлена комплектно заводами ЦЭ ОАО «РЖД». В качестве трансформаторов в каждой из КТП принято: при КТП типа столбовой трансформаторной подстанции (СТП — трансформатор напряжения) — ЗНОМ-35-65 по ТУ-16-517.128-78, а в КТП типа КТПМ — ТМЖ при соответствующей мощности. Вопросы заземления решены согласно инструкции ЦЭ-191, аналогично решены и вопросы защиты от токовых перегрузок с помощью предохранителей. Однако во всех случаях защита от замыканий на землю до прибора автоматической защиты во вторичных цепях отсутствует.

Особенностью каждой КТП является значительное количество потребителей электроэнергии: устройства СЦБ, связи, путевого и локомотивного хозяйства, а также сложность выполнения ЗУ ввиду ограниченности пространства возле путей и тупиков.

В части обеспечения надежности электроснабжения категорийность электроприемников различных устройств на железных дорогах принята в соответствии с инструкцией ЦЭ-4846.

Все устройства (СЦБ, связи и др.) присоединены к источникам электропитания самостоятельными линиями с установкой на вводных каналах или в релейных шкафах аппаратуры, обеспечивающей автоматический переход с основного питания на резервное в случае понижения напряжения ниже установленного уровня.

Уставки реле контроля напряжения на вводных панелях устройств СЦБ приняты в пределах 204...208 В при номинальном напряжении 220 В и 340...345 В при номинальном напряжении 380 В.

Значения номинальных напряжений и допускаемых отклонений, устанавливаемые в стандартах и ТУ на конкретные схемы электроснабжения, выбраны согласно ГОСТ 2428 – 83, ГОСТ 721 – 77, а также ГОСТ 13109 – 97.

Как правило, схемы электроснабжения имеют автоматический повторный выключатель (АПВ), автомат включения резерва (АВР) и устройство для определения места к. з. в линии высокого напряжения. Полное время цикла отключения выключателей, АПВ и АВР на резервном пункте составляет не более 1,3 с, все камеры КТП снабжены дистанционным управлением (большинство — телеуправлением), выключателями.

Практически на всех КТП (кроме СТП) вторичное напряжение подается к электропотребителям по цепям с глухозаземленной нейтралью.

При этом в устройствах СЦБ и связи во всех случаях устанавливаются изолирующие трансформаторы. Однако во всех случаях отсутствуют устройства контроля замыкания фазы на землю (корпус).

Весьма сложным образом решаются вопросы заземления нейтрали во вторичных цепях, в основном из-за многофункциональности цепей электроснабжения. Это не позволяет в условиях эксплуатации исключить или снизить величины тока от посторонних нагрузок и источников через ЗУ (и прежде всего на постах ЭЦ), в том числе и путем снижения сопротивления заземления первичного контура или питания через изолирующий трансформатор.

Распределение количества отказов в устройствах ЭЦ и РШ по вызывающим их причинам в 1984... 2002 гг. приведено в табл. 1.


В целом, если рассматривать количество случаев (65) за десятилетний период, можно сказать о малой их вероятности при весьма большом числе объектов (постов ЭЦ и РШ). Однако эти случаи нельзя рассматривать как простые отказы, поскольку их последствия вызывают значительные перерывы в движении поездов, а в некоторых случаях и полное прекращение движения на несколько суток. А потому необходимо разрабатывать и принимать такие технические решения, которые позволят добиться максимального снижения возникновения отказов в электроснабжении постов ЭЦ и РШ.

Анализируя полученные данные (см. табл. 1) по причинам, вызвавшим отказы в работе устройств электроснабжения, можно разделить их следующим образом. Наибольшее число отказов возникало в устройствах постов ЭЦ — 64,6 %.

К внешним воздействиям для постов ЭЦ и РШ можно отнести атмосферные перенапряжения (6,1 %), воздействия тяговых токов электрифицированных железных дорог постоянного и переменного тока (9,2 %).

На основании анализа отказов в работе устройств электроснабжения был подготовлен план мероприятий по повышению надежности работы устройств электроснабжения; разработаны Методические указания по выбору уставок защиты в схемах электроснабжения постов ЭЦ, которые утверждены и разосланы по дорогам.

Одной из причин ненадежной работы систем электроснабжения устройств СЦБ является отсутствие контроля неполнофазных режимов в цепях электроснабжения. Рассмотрим возможные пути решения этих задач.

Согласно ПУЭ на стороне низшего напряжения понижающих трансформаторов, питающих различные энергопотребители, в цепях электроснабжения следует устанавливать не только предохранители в каждой фазе, но и главный предохранитель или автоматический переключатель. При этом в зависимости от вида линии (с изолированной или заземленной нейтралью) по-разному решаются вопросы по защите линий 380/220 В при несанкционированных режимах. В первую очередь должны решаться вопросы электробезопасности, а также отключения цепи электроснабжения при к. з. фазы на корпус или землю. Исходя из этого в настоящее время утвержден ГОСТ Р 50571 (МЭК 364-4-41 – 92). В этом документе большая роль отводится различным дополнительным средствам защиты от аварийных режимов и электропоражений: пассивным — зануление и защитное заземление и активным — выключатели автоматические (ВА), предохранители (ПР) и устройства защитного отключения (УЗО), что должно обеспечить в совокупности многофункциональную систему защиты.

В этой системе питания за счет применения УЗО появляется возможность отключить электроустановку за время не более 0,8 с. Это позволяет избежать электротравм при случайном непосредственном прикосновении к токоведущим частям и отключить электроприемник в случае пробоя изоляции на корпус. Однако эта защита не обеспечивает необходимых требований [4...5] при:
- обрыве проводника (нейтрали);
- замыкании фазы на нейтраль, а также при междуфазном замыкании до аппаратов защиты;
- попадании посторонних токов в цепи заземляющих устройств (ЗУ) и нейтраль.




Рис. 2. Многофункциональная универсальная селективная защита низковольтных фидеров электроснабжения постов ЭЦ

Современная концепция по ГОСТ Р 50 571 основного правила электробезопасности основана на том, что опасные токоведущие части электроустановки не должны быть доступны для непреднамеренного прямого прикосновения к ним, а доступные прикосновению открытые проводящие части (ОПЧ), сторонние проводящие части (СПЧ), защитные и заземляющие проводники (РЕ-проводники), а также ОПЧ цепей обратного тока, включая PEN-проводники, не должны быть опасны при прямом прикосновении к ним и при нормальном режиме работы, и при повреждении изоляции токоведущих частей. Поэтому при всех рекомендуемых системах электроснабжения должны быть предусмотрены основная и дополнительная защиты. В рамках рассматриваемых вопросов были проанализированы практически все известные разработки автоматического контроля состояния и защиты систем электроснабжения. Оказалось, что эти устройства не могут быть применены для условий железных дорог без коренной реконструкции как самих цепей электроснабжения, так и заземляющих устройств, учитывая все многообразие цепей электроснабжения. Это потребовало разработки специальных устройств, адаптированных к существующим и перспективным системам электроснабжения. Ниже приведена сводная таблица функциональных параметров устройства многофункциональной селективной защиты низковольтных фидеров электроснабжения постов ЭЦ (табл. 2). При участии НПФ «Электронтехника» разработано устройство с учетом заданных параметров, готовое к серийному производству. Такая схема включения приведена на рис. 2, а при наличии датчиков температуры проводов или шин ЗУ, а также при токовых перегрузках — на рис. 3, 4.

Рис. 3. Пожаробезопасность и электробезопасность постов ЭЦ
и других служебно-технических зданий на станциях:
Д — датчик контроля температуры и состояния заземляющих устройств и проводников заземления на посту ЭЦ



Рис. 4. Устройство защиты цепей заземления от токовых перегрузок

Выводы. Анализ работы электроустановок для питания нетяговых потребителей на железных дорогах от источников различной мощности показал, что железнодорожные системы электроснабжения во вторичной сети не имеют специальных технических средств для контроля состояния фазы и нулевого провода. Эти вопросы, учитывая их важность в части повышения надежности и исключения отказов в работе систем электроснабжения, являются приоритетными и должны быть решены в самое ближайшее время.

Результаты этих исследований положены в основу разработанных норм на проектирование электроснабжения устройств СЦБ и связи на станциях и перегонах, которые в настоящее время находятся на утверждении.
Список литературы

1. Дмитриев В. Р., Смирнова В. И. Электропитающие устройства железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М.: Транспорт, 1983.

2. Инструкция по техническому обслуживанию и ремонту устройств электроснабжения СЦБ (ЦЭ-4430). 1998.

3. Ведомственные нормы технологического проектирования. Электроснабжение устройств СЦБ и электросвязи / ВНТП/МПС-84 «Электроснабжение». М.: Транспорт, 1986.

4. Слободкин А. Х. О концепции электробезопасности в сетях 380/220 В с заземленной нейтралью и некоторых путях ее реализации // Промышленная энергетика. 1998. № 4. С. 34...37.

5. Слободкин А. Х. Некоторые пути повышения эффективности защитного отключения в сети 380/220 В с заземленной нейтралью // Промышленная энергетика. 1995. № 4. С. 41...43.
__________________

Зарегистрируйтесь, чтобы скачивать файлы.
Внимание! Перед скачиванием книг и документов установите программу для просмотра книг отсюда. Примите участие в развитии ж/д вики-словаря / Журнал "АСИ" онлайн


Книги по СЦБ | Книги путейцам | Книги машинистам | Книги движенцам | Книги вагонникам | Книги связистам | Книги по метрополитенам | Указания ГТСС

Если не можете скачать файл... / Наше приложение ВКонтакте / Покупаем электронные версии ж.д. документов

Последний раз редактировалось СЦБист; 05.09.2009 в 07:08.
СЦБист вне форума   Ответить с цитированием 0
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Пособие по ознакомлению с основными принципами работы и системами электроснабжения устройств СЦБ СЦБист Статьи по СЦБ 2 14.12.2016 00:44
Курсы повышения квалификации sunserone Разговоры обо всем 6 28.02.2013 21:42
=Диссертация= Методы повышения эффективности устройств СЦБ путем оптимизации электропитания. art29 Дипломы, курсовые, лекции, рефераты по СЦБ 0 03.11.2010 18:33
[Статья] Особенности электроснабжения устройств Толян Статьи по СЦБ 0 09.08.2010 20:01
=Техн. решения= Модернизация действующих устройств четырехпроводной схемы смены направления - 419412 СЦБист Системы централизации и блокировки 0 12.05.2009 20:56

Ответ

Возможно вас заинтересует информация по следующим меткам (темам):
направления, надежности, повышения, Основные, устройств, электроснабжения


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 01:27.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4